DE2756432A1 - Steel mfr. in bottom blown oxygen converter - in which large amt. of solid scrap can be melted using gaseous, liq. and solid fuels - Google Patents

Steel mfr. in bottom blown oxygen converter - in which large amt. of solid scrap can be melted using gaseous, liq. and solid fuels

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DE2756432A1 DE19772756432 DE2756432A DE2756432A1 DE 2756432 A1 DE2756432 A1 DE 2756432A1 DE 19772756432 DE19772756432 DE 19772756432 DE 2756432 A DE2756432 A DE 2756432A DE 2756432 A1 DE2756432 A1 DE 2756432A1
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Abstract

Steel is made from solid materials(a) contg. Fe, such as scrap, in a converter with tuyeres passing through the lower part of the refractory lining. Oxidant gas, e.g. O2, in a protective medium(b), is injected via the tuyeres for burning materials(c) contg. carbon, so hot gases flow up through chargena) for preheating, followed by melting and refining in the same converter. In preheating, materials(c) are pref. gases or liqs. burned in stoichiometric amts. to form CO and H2O, esp. using light or heavy fuel oil, petroleum derivs. such as residues, and/or crude tar; or CH4, C3H8, C4H10, and/or similar gases. The tuyeres pref. have an inner pipe with at least one outer pipe forming an annulus fed with liq. hydrocarbon(b). A high proportion of scrap and other solids(a) can be melted with high thermal efficiency.

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Schrottsatzerhöhung bei der Stahlherstellung im OBM-Konverter" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung des Schrottsat zes bei der Stahlherstellung aus flüssigen Roheisen und Schrott in einem OBM-Konverter durch die Verbrennung von Öl und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfallrerls. Bei dem Konverter sind unterhalb der Stahlbadoberfläche Düsen zum Einleiten von Sauerstoff mit Kohlenwasserstoffummantelung angeordnet. "Process and device for increasing the scrap rate in steel production in the OBM converter "The invention relates to a method for increasing the Scrap set in steel production from liquid pig iron and scrap in one OBM converter by burning oil and a device to carry out of decay. The converter has nozzles below the surface of the steel bath arranged for the introduction of oxygen with a hydrocarbon jacket.

Da Schrott.im allgemeinen wesentlich billiger ist als flussiges Roheisen, ist man daran interessiert, möglichst viel Schrott bei den Frischverfahren mit einzuschmelzen. Eine Steigerung des Schrottsatzes über die durch die Roheisenzusammensetzung und -temperatur bestimmte Schrottmenge ist nur möglich, wenn dem Frischprozeß zusätzlich Energie zugeführt wird.Since scrap is generally much cheaper than liquid pig iron, you are interested in melting down as much scrap as possible in the fresh process. An increase in the scrap rate over that due to the pig iron composition and -temperature certain amount of scrap is only possible if the fresh process in addition Energy is supplied.

Es sind bereits mehrere Verfahren bekannt, den Schrottsatz, definiert als Gewichtsverhältnis zwischen Kühlschrott und flüssigem Stahl, bei der Stahlerzeugung im Konverter zu erhöhen. Beispielsweise wird in einem Saj.erstoff-Aufbiaskonverter durch das Vorheizen mit Öl-Sauerstoff-Drennern von oben der Schrott vorgeheizt. Dabei konnte der Schrottsatz von 0.3 t auf 0.38 t pro Tonne lertigstahl mit einem wärmetechn ischen Wirkungsgrad von 20 °ó bis 30 %, bezogen auf den Heizwert der zugeführten Ölmenge, heraufgesetzt werden. Der Nachteil dieer Arbeitsweise besteht, n<:ben dem schlechten wärmetechnischen Wirkungsgrad, in einer relativ 3 angen Vorheizzeit von ca. 12 min, zuzüglich einer Ulnriistzeit von der Brenner-Einrichtung auf die Sauerstoff-Blaslanze.Several methods are already known, the scrap set, defined as the weight ratio between cooling scrap and liquid steel in steel production increase in the converter. For example, in a Saj.stoff-Aufbaskonverter the scrap is preheated from above by preheating with oil-oxygen driers. The scrap rate went from 0.3 t to 0.38 t per ton of finished steel with one thermal efficiency from 20 ° ó to 30%, based on the calorific value of the supplied amount of oil, are increased. The disadvantage of them Way of working consists, n <: ben the poor thermal efficiency, in a relative 3 pleasant preheating time of approx. 12 minutes, plus an ulnriist time from the burner device on the oxygen lance.

In der bislang nicht veröffen+ lichten 1 deutschen Patentanmeldung P 27 29 982.7 wird ein Verfahren zum Schrottvorwärmen im OBM-Konverter beschrieben, d gegenuber der genannten Vorwärmniethode mit Öl-Sauerstoff-Aufblasbrennern deutliche Vorteile aufweist Nach dieser Erfindung chargiert man in den Konverter ca. 10 bis 100 kg Koks pro Tonne Schrott und leitet über die Sauerstoffeinleitungsdüsen zusätzlich Brennstoff, der mit einer Blasrate von 2 bis 10 Nm3 Sauerstoff pro Tonne Schrott verbrannt wird. Dieses neue Verfahren hatte das Ziel, den Schrottsatz wesentlich, d.h. um mindestens 10 Prozentpunkte (z. B, von 30 % auf 40 %), zu steigern. Es wird angeführt, daß beispielsweise durch Vorheizen von 8 min nach dem neuen Verfahren in einem 60 t-OBM-Konverter der Schrottsatz von 28 0% auf 50 % erhöht werden konnte.In the previously unpublished 1 German patent application P 27 29 982.7 describes a process for preheating scrap in the OBM converter, d compared to the aforementioned preheating rivet with oil-oxygen inflation torches Has advantages According to this invention, approx. 10 to 10 are charged into the converter 100 kg of coke per ton of scrap and also passes through the oxygen inlet nozzles Fuel with a blowing rate of 2 to 10 Nm3 oxygen per ton of scrap is burned. The aim of this new process was to make the scrap set significantly, i.e. to increase by at least 10 percentage points (e.g. from 30% to 40%). It will stated that, for example, by preheating for 8 minutes according to the new method In a 60 t OBM converter, the scrap rate could be increased from 28 0% to 50%.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit der bekannten Erfindung nach der deutschen Patentanmeldung P 27 29 982.7 zu steigern, d. h. den wärmetechnischen Wirkungsgrad der zugeführten Heizmittel zu verbessern, ohne daß es zu einer wesentlichen Oxidation des Schrottes kommt.The invention is now based on the object of economic efficiency to increase the known invention according to the German patent application P 27 29 982.7, d. H. to improve the thermal efficiency of the heating medium supplied, without significant oxidation of the scrap.

Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf der überraschenden Erkenntnis, daß es zu keiner wesentlichen Schrottoxidation kommt und der wärmetechnische Wirkungsgrad bei der Verbrennung von Öl beim Schrottvorheizen verbessert wird, sobald während der Schrottvorheizzeit, d. h. bevor flüssiges Roheisen in den Konverter chargiert wird, mindestens 2 1 Öl pro Minute und je Tonne eingesetzten Schrottes durch die Sauerstoffeinleitungsdüsen und gleichzeitig Sauerstoff durch dieselben Düsen in einer Mindestmenge, die zur stöchiometrischen Öiverbrennung erforderlich ist, in den Konverter eingeführt werden.The solution to this problem is based on the surprising finding that there is no significant scrap oxidation and the thermal efficiency when burning oil when preheating scrap is improved as soon as during the scrap preheating time, d. H. before liquid pig iron is charged into the converter will, at least 2 1 oil per Minute and per ton of scrap used through the oxygen inlet nozzles and at the same time oxygen through them Nozzles in a minimum quantity that is required for stoichiometric oil combustion is to be introduced into the converter.

Überraschenderweise hat sich bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Stahlerzeugung in einem OBM-Konverter herausgestellt, daß beim Einleiten von Öl durch die üblichen Sauerstoffeinleitungsdüsen Schrott mit einem hohen wärmetechnischen Wirkungsgrad vorgeheizt werden kann, ohne daß dabei, wie zunächst erwartet, große Eisenoxidationsverluste auftreten. Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist es demzufolge gelungen, ähnlich wie nach dem Verfahren der Patentanmeldung P 27 29 982.7, den Schrottsatz durch Vorheizen um ca. 10 Prozentpunkte zu steigern, ohne jedoch die Nachteile der bekannten Erfindung, nämlich die Zugabe von Koks zum Schrott, in Kauf zu nehmen.Surprisingly, when using the invention Process for steelmaking in an OBM converter revealed that when introducing scrap of oil through the usual oxygen inlet nozzles with a high thermal engineering Efficiency can be preheated without, as initially expected, great Iron oxidation losses occur. With the method according to the invention it is accordingly succeeded, similar to the method of patent application P 27 29 982.7, the Increase scrap rate by preheating by approx. 10 percentage points, but without the Disadvantages of the known invention, namely the addition of coke to the scrap, in purchase gain weight.

So konnte beispielsweise in einem Konverter, bei dem das Abstichgewicht der fertigen Stahlschmelze 60 t beträgt, der Schrottsatz bei konstanter Roheisenzusammensetzung von üblicherweise 24 % auf 36 %, entsprechend von 16 t auf 22 t, gesteigert werden. Um diese Schrottmenge vorzuheizen, sind in 5 min 500 1 Öl durch die Ringspaite der 10 Sauerstoffeinleitungsdüsen zusammen mit 1100 Nm3 Sauerstoff in den Konverter geblasen worden. Es errechnet sich aus diesen Zahlen ein wärmetechnischer Wirkungsgrad für das Öl von ca. 70 %. Somit war es möglich, pro Tonne Schrott etwa 160 000 kcal zu übertragen. Es ergibt sich daraus eine effektive mittlere Vorheiztemperatur für die Schrottmenge von ca. 9000C.For example, in a converter where the tapping weight of the finished steel melt is 60 t, the scrap rate with constant pig iron composition can be increased from the usual 24% to 36%, correspondingly from 16 t to 22 t. In order to preheat this amount of scrap, 500 l of oil are passed through the ring split of the in 5 minutes 10 oxygen inlet nozzles together with 1100 Nm3 oxygen in the converter been blown. A thermal efficiency is calculated from these figures for the oil of about 70%. This made it possible to produce around 160,000 kcal per ton of scrap transferred to. This results in an effective mean preheating temperature for the amount of scrap of about 9000C.

Die optische Temperaturmessung der vorgeheizten Schrottmenge beim Umlegen des Konverters für das Roheisenchargieren, hat Werte zwischen 1000 bis 1200°C ergeben. Diese etwas höheren, gemessenen Temperaturen stehen im guten Einklang mit den Rechenwerten, da sich ein geringer Oxidationsgrad des Schrottes einstellt, der beim Frischvorgang zur Reduktion Wärme verbraucht, und somit liegt die effekte Temperatur des Schrottes, d.h. der Temperaturgewinn durch das Ölvorheizen, der sich ih der Gesamtwärmebilanz der Charge bemerkbar macht, dementsprechend niedriger.The optical temperature measurement of the preheated amount of scrap at Switching over the converter for charging pig iron has values between 1000 and 1200 ° C result. These slightly higher, measured temperatures are in good agreement with the calculated values, since the scrap has a low degree of oxidation, the heat consumed during the freshening process to reduce, and thus the effective temperature is of the scrap, i.e. the temperature gain due to the oil preheating, which ih the Overall heat balance of the batch makes noticeable, correspondingly lower.

Bei der Stahl erzeugung ohne Schrottvorwärmen betreibt man die Sauerstoffeinleitungsisen in diesem Konverter mit einem gasförmigen Kohlenwasserstoff als Düsenschutzmedium; beispielsweise mit 300 Nm3/h Propan bei einer Sauerstoffblasrate von 15 000 bis 18 000 Nm3/h. Daraus errechnet sich ein Düsenschutzmediumsatz von 2 bis 3 Vol-%. Im Fall der Schrottvorwärmung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Sauerstoffeinleitungsdüsen als Brenner betrieben, wobei durch den äußeren Ringspalt anstelle von Propan Öl eingeführt wird. Die gesamte erforderliche Ölmenge wird durch diese Düsenringspalte geleitet. Während des Frischvorganges, nachdem das Roheisen in den Konverter chargiert ist, verwendet man dann bevorzugt wieder Propan, d.h. einen gasförmigen Kohlenwasserstoff, als Düsenschutzmedium. Die Durchflußrate für das Düsenschutzmedium ist dann selbstverständlich wieder relativ gering, d.h. beim Einsatz von Propan ca. 2 bis 3 Vol-%.When producing steel without preheating scrap, the oxygen supply irons are used in this converter with a gaseous hydrocarbon as nozzle protection medium; for example with 300 Nm3 / h propane at an oxygen blowing rate of 15,000 to 18,000 Nm3 / h. A nozzle protection medium rate of 2 to 3% by volume is calculated from this. In the case of scrap preheating according to the method according to the invention, the oxygen inlet nozzles are used operated as a burner, with oil instead of propane through the outer annular gap is introduced. The entire amount of oil required is through these nozzle ring gaps directed. During the refining process after the pig iron has been charged into the converter is then preferably used again propane, i.e. a gaseous hydrocarbon, as nozzle protection medium. The flow rate for the nozzle protection medium is then a matter of course again relatively low, i.e. approx. 2 to 3 vol% when using propane.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Anwendung der üblichen Sauerstoffeinleitungsdüsen, die vorzugsweise aus zwei konzentrischen Rohren aufgebaut sind, zum Einleiten von Öl für das Schrottvorheizen und anschließend von gasförmigen Kohlenwasserstoffen als Düsenschutzmedium.An advantageous embodiment of the invention consists in the application the usual oxygen inlet nozzles, which preferably consist of two concentric Pipes are constructed for introducing oil for scrap preheating and then of gaseous hydrocarbons as a nozzle protection medium.

Das Öl1 es kann sich beispielsweise um leichtes oder schweres Heizöl und andere Erdölbestandteile bzw. Mischungen davon handeln, wird in den gewünschten Mengen durch den üblichen Düsenringspalt in den Konverter geleitet. Der Düsenringspalt ist demzufolge normalerweise nicht neu zu gestalten, um die erforderliche Ölmenge durchströmen zu lassen. Der Ringspalt ist ca.The oil1 can be light or heavy, for example Heating oil and other petroleum components or mixtures thereof are used in the desired Quantities passed through the usual nozzle ring gap into the converter. The nozzle ring gap consequently does not normally have to be redesigned to accommodate the required amount of oil to flow through. The annular gap is approx.

1 mm breit oder besteht aus Einzelkanälen mit ungefähr quadratischem Querschnitt von 2 bis 3 mm Kantenlänge.1 mm wide or consists of individual channels with approximately square Cross-section with an edge length of 2 to 3 mm.

Während der Stahlfrischphase, d. h. nach dem Schrottvorwärmen, sobald das Roheisen chargiert ist, erweist sich ein gasförmiger Kohlenwasserstoff als Düsenschutzmedium gegenüber der grundsätzlichen Möglichkeit, mit reduzierter Ölmenge zu arbeiten, besonders vorteilhaft. Die gasförmigen Düsenschutzmedien, beispielsweise Erdgas, Methan, Propan, Butan und Mischungen davon, haben sich in der Betriebspraxis als sehr zuverlässig herausgestellt.During the steel refining phase, i. H. after scrap preheating as soon as the pig iron is charged, a gaseous hydrocarbon proves to be the nozzle protection medium compared to the basic possibility of working with a reduced amount of oil, particularly advantageous. The gaseous nozzle protection media, for example natural gas, Methane, propane, butane, and mixtures thereof, have proven to be in operational practice turned out to be very reliable.

Sie sind insbesondere unproblematisch hinsichtlich ihrer Gleichverteilung auf eine größere Anzahl von Sauerstoffeinleitungsdüsen und füllen die Ringräume der Düsen vollständig aus. Gasförmige Kohlenwasserstoffe erlauben daher größere Toleranzen in der Ringspaltbreite der Düsen, ohne die Funktion der Düse zu gefährden. Beispielsweise kann beim Schrottvorwärmen mit Öl, d.h. wenn die Düsen als Brenner betrieben werden, in besonderen Fällen die Düsenringspaltbreite der erhöhten Ölmenge angepaßt sein, ohne irgendwelche Nachteile bei der Verwendung von gasförmigen Schutzmedien, z.B. Propan, während der Stahlfrischphase zu befürchten.In particular, they are unproblematic with regard to their uniform distribution on a larger number of oxygen supply nozzles and fill the annular spaces the nozzles completely. Gaseous hydrocarbons therefore allow larger ones Tolerances in the annular gap width of the nozzles without endangering the function of the nozzle. For example, when preheating scrap with oil, i.e. when the nozzles are used as burners operated, in special cases the nozzle ring gap width of the increased oil quantity be adapted without any disadvantages when using gaseous protective media, e.g. propane, to be feared during the steel freshening phase.

Nach dieser Erfindung ist es gemäß der vorangestellten Ausführungen günstig, während der Schrottvorheizphase durch den Ringspalt der Sauerstoffeinleitungsdüsen die erforderliche Ölmenge strömen zu lassen und anschließend beim Stahlfrischen auf gasförmige Kohlenwasserstoffe für den Düsenschutz umzuschalten. Erfindungsgemäß erfolgt dieses Umschalten von flüssigen auf gasförmige Medien im Düsenringspalt und umgekehrt zu Jeder beliebigen Zeit ohne Unterbrechung für den Konverterprozeß.According to this invention it is according to the preceding statements favorable, during the scrap preheating phase through the annular gap of the oxygen inlet nozzles to let the required amount of oil flow and then when refining the steel to switch to gaseous hydrocarbons for nozzle protection. According to the invention this switchover from liquid to gaseous media takes place in the nozzle ring gap and vice versa at any time without interruption to the converter process.

Bei eiiizelnon Chargen ist jedoch auch mit flüssigen Kohlenwasserstoffen als Düsenschutzmedium, nämlich Heizöl, in einer Menge von ca. 1000 l/h gearbeitet worden. In jedem Fall hat man aber die,Düsen beim Umlegen und Aufrichten des Konverters mit Stickstoff im Sauerstoffeinleitungsrohr und im Ringspalt betrieben, d.h. der Wechsel von einem gasförmigen Medium auf Flüssigkeiten im Düsenringspalt und umgekehrt, ist auch bei der Verwendung ven Öl als Schutzmedium durchgeführt worden und bereitete beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Medienversorgung des Düsenringspaltes keinerlei Probleme.At eiiizelnon batches, however, is also with liquid hydrocarbons worked as a nozzle protection medium, namely heating oil, in an amount of approx. 1000 l / h been. In any case, you have the, nozzles when tilting and erecting the converter operated with nitrogen in the oxygen inlet pipe and in the annular gap, i.e. the Change from a gaseous medium to liquids in the nozzle ring gap and vice versa, has also been carried out and prepared when using oil as a protective medium when using the device according to the invention for supplying media to the nozzle ring gap no problems whatsoever.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht in wesentlichen aus je einer Leitung für gasförmiges - und flüssiges Medium zur Versorgung des Ringspaltes an jeder einzelnen Düse. Diese beiden individuellen Medienversorgungsleitungen für jede Düse werden in Düsennähe, vorzugsweise direkt am Düsenmontageflansch, in ein Umschaltventil zusammengeführt. Dieses Umschaltventil, beispielsweise ein sogenanites T-Relais, ist ein Dreiwege-Ventil, dessen in Strömungsrichtung liegende Ausgangsöffnung mit dem Düsenringspalt verbunden ist. Die beiden Eingaiigsöffnungen stehen jeweils mit der individuellen Versorgungsleitung für flüssiges bzw. gasförmiges Medium in Verbindung. Das Ventil gibt dem Medium den Weg zum.Düsenringspalt frei, dessen Druck gegenüber dem anderen Medium höher liegt. Die Medienumschaltung erfolgt nur in Auf/Zu-Stellung, d. h. wenn ein Medium Durchlaß hat, ist der Weg für das andere Medium verschlossen.The device according to the invention consists essentially of one each Line for gaseous and liquid medium to supply the annular gap every single nozzle. These two individual media supply lines for Each nozzle is placed in a close proximity to the nozzle, preferably directly on the nozzle mounting flange Changeover valve merged. This switching valve, for example a so-called T-relay is a three-way valve with an outlet opening in the direction of flow is connected to the nozzle ring gap. The two entrances are each with the individual supply line for liquid or gaseous medium in Link. The valve gives the medium the way to the nozzle ring gap, its pressure is higher than the other medium. The media switchover only takes place in the open / closed position, d. H. if one medium has a passage, the path for the other medium is closed.

Die beschriebene erfindungsgemäße Medienumschaltung direkt an der Düse und die individuellen Versorgungsleitungen für jede Düse sind wichtige Vorrichtungen, um die Gleichverteilung sehr unterschiedlich hoher Mediummengen auf mehrere Düsen einzuhalten. Beispielsweise ist der Öl-Durchsatz während der Schrottheizphase relativ hoch im Vergleich zu dem geringen Schutzmediumdurchsatz während der Frischphase.The media switching according to the invention described directly on the The nozzle and the individual supply lines for each nozzle are important devices the equal distribution of very different amounts of medium to several nozzles to be observed. For example, the oil throughput during the scrap heating phase is relative high compared to the low protection medium throughput during the fresh phase.

Die Mediummengen-Gleichverteilung auf die individuellen Versorgungsleitungen für jede Düse wird durch ein Mehrfach-Regelventil gewährleistet. Dieses Mehrfach-Regelventil variiert gleichzeitig für jede Düse einen Mediumdurchlaßquerschnitt und stellt so die gewünschte Mediumdurchlaufmenge ein. Dieser relativ kleine, steuerbare Mediumdurchlaßquerschnitt führt zu einem hohen Druckverlust zwischen der Versorgungsleitung des Mehrfach-Regelventiles und den individuellen Düsenleitungen. Durch diesen Druckverlust wird die Gleichverteilung der gesamten Mediummenge auf die einzelnen Düsen bewirkt. Für das Öl beträgt beispielsweise der Druck in der Versorgungsleitung 30 bar und in den Düsenleitungen ca. 2 bis 5 bar.The equal distribution of medium quantities to the individual supply lines for each nozzle is ensured by a multiple control valve. This multiple control valve varies a medium passage cross-section for each nozzle at the same time and thus establishes the desired medium flow rate. This relatively small, controllable medium passage cross-section leads to a high pressure loss between the supply line of the multiple control valve and the individual nozzle lines. This pressure loss makes the distribution even the entire amount of medium on the individual nozzles. For the oil, for example the pressure in the supply line is 30 bar and in the nozzle lines approx. 2 to 5 bar.

Um die Funktion des Mehrfach-Regelventiles nicht zu gefährden, ist ein Installationsraum mit Umgebungstemperaturen < 500 C nötig. Zum Beispiel kar.n es sich um einen entsprechenden Raum neben dem eigentlichen Konverter handeln. Diese Anordnung erfordert allerdings für jede Einzelleitung eine entsprechende Drehdurchführung am Konverterzapfen.In order not to endanger the function of the multiple control valve an installation room with ambient temperatures <500 C is required. For example kar.n it is a corresponding space next to the actual converter. These However, the arrangement requires a corresponding rotary feedthrough for each individual line on the converter spigot.

Eine weitere Installationsmöglichkeit für das Mehrfach-Regelventil besteht in einem entsprechend gekühlten Kasten am Konverter. Es hat sich bewährt, die Kühlung dieses Kastens an die Konvertertragring-Wasserkühlung anzuschließen.Another installation option for the multiple control valve consists of a suitably cooled box on the converter. It has proven itself to connect the cooling of this box to the converter support ring water cooling.

Die Installation des genannten Mehrfach-Regelventiles für die individuelle Düsenversorgung bei üblichen Raumtemperaturen ist erforderlich, um sicher die Ablagerung von Crackprodukten in den relativ engen Querschnitten dieses Regelventiles zu vermeiden. Es hat sich gezeigt, daß sich bei den in unmittelbarer Konverternähe üblichen Temperaturen von > 1000C Crackprodukte, vorzugsweise feste Kohlenstoffpartikelchen in den Kohlenwasserstoffleitungen, bilden. Hauptsächlich am Konverterboden, in dessen Nähe Temperaturen bis ca. 4000C vorkommen, können sich derartiye Crackprodukte in den Kohlenwasserstoffleitungen leicht bilden. Beispielsweise beim Einsatz von Blenden zur Gleichverteilung der Kohlenwasserstoffe auf die Konverter-Bodendüsen, falls keine individuelle Dusenschutzmediumversorgung vorhanden ist, geben die genannten Crackprodukte oft Anlaß zu Störungen.The installation of the mentioned multiple control valve for the individual Nozzle supply at normal room temperatures is required to secure the deposit to avoid cracking products in the relatively narrow cross-sections of this control valve. It has been shown that at the temperatures customary in the immediate vicinity of the converter of> 1000C cracked products, preferably solid carbon particles in the Hydrocarbon pipes. Mainly on the converter base, near it Temperatures up to approx. 4000C can occur such cracked products Easily form in hydrocarbon pipes. For example when using Orifices for even distribution of the hydrocarbons on the converter bottom nozzles, if no individual shower protection medium supply is available, give the mentioned Cracked products often cause problems.

Die Erfindung wird nunmehr anhand nichteinschränkender Beispiele und Darstellungen bevorzugter Ausführungsformen der Vorrichtung näher veranschaulicht.The invention will now be illustrated by way of non-limiting examples and Illustrations of preferred embodiments of the device illustrated in more detail.

Figur 1 zeigt den Schnitt durch einen OBM-Konverter mit den Sauerstoffeinleitungsdüsen.FIG. 1 shows the section through an OBM converter with the oxygen inlet nozzles.

Figur 2 zeigt de Schnitt durch den unteren Teil der Sauerstoffeinleitu;1gsdüsen mit dem Umschaltventil und den angeschlossenen Versorgungsleitungen für gasförmige und flüssige Düsenringspaltmedien.FIG. 2 shows the section through the lower part of the oxygen inlet nozzles with the switching valve and the connected supply lines for gaseous and liquid nozzle ring gap media.

Gemäß Figur 1 ist in einem Konverter [1] mit der feuerfesten Ausmauerung [2] ein auswechselbarer Boden [3] mit den Sauerstoffeinleitungsdüsen [4] angebracht. Die Sauerstoffeinleitungsdüsen [4] werden über eine Zuleitung [5] mit Sauerstoff bzw. einer Suspension aus Sauerstoff und Staubkalk versorgt. Die Gleichverteilung dieser Suspension auf die einzelnen Düsen [4] bewirkt der sogenannte Kalkverteiler [12]. Die Ringspalte [6] der Sauerstoffeinleitungsdüsen [4] sind über das Düsenmontagestück [7] mit je einer individuellen 7uführungsleitung für gasförmiges Medium [8] und Flüssigkeiten [9] verbunden. Jeder Ringspalt 6] der Düsen [4] wird mit gleichen Mediummengen über die Leitungen [8] bzw.According to Figure 1 is in a converter [1] with the refractory lining [2] an exchangeable floor [3] with the oxygen inlet nozzles [4] attached. The oxygen inlet nozzles [4] are supplied with oxygen via a supply line [5] or a suspension of oxygen and powdered lime. The equal distribution This suspension on the individual nozzles [4] causes the so-called lime spreader [12]. The annular gaps [6] of the oxygen inlet nozzles [4] are above the nozzle mounting piece [7] each with an individual feed line for gaseous medium [8] and Fluids [9] connected. Each annular gap 6] of the nozzles [4] is made with the same Medium quantities via the lines [8] or

[9] versorgt. Die Zuführung der Medlummengen erfolgt durch ein nicht dargestelltes Mehrfach-Regelventil und die Mehrfach-Drehdurchführung [10], die im Konverterdrehzapfen [111 eingebaut ist.[9] supplied. The supply of the medium quantities is carried out by a non The multiple control valve shown and the multiple rotary feedthrough [10], which are included in the Converter pivot pin [111 is installed.

Beispielsweise werden in einen Konverter der dargestellten Art, mit einer Kapazität von 60 t, zunächst 22 t Schrott chargiert.For example, in a converter of the type shown, with a capacity of 60 t, initially 22 t of scrap.

Der Schrott setzt sich zusammen aus 2 t Blechpaketen, 10 t WalzwerksrücylaufschFott und 10 t handelsüblichem Mischschrott. Nach dem Charier-Vorgang dreht der Konverter in die Blasstellung.The scrap consists of 2 t sheet metal stacks and 10 t rolling mill scrap and 10 t of commercial mixed scrap. After the Charier process, the converter rotates in the blow position.

Beim Aufstellen des Konverters strömt durch die 10 Düsen [4] im Konverterboden [3] Stickstoff. Die Durchflußmenge liegt bei 8000 Nm3/h für das Zentralrohr und 600 Nm3/h für die Düsenringspalte. Sofort nach Erreichen der Konverter-Blasstellung schaltet man auf 13 000 Nm3/h Sauerstoff und 6000 l/h Öl um. Nach einer Vorheizzeit von 5 min dreht der Konverter wieder in Chargierstellung, und man füllt 40 t Roheisen mit der Zusammensetzung 3.6 % Kohlenstoff, 0.7 % Silizium, 1.1 % Mangan, 1.6 % Phosphor in den Konverter. Nach einer Chargierzeit von 3 min befiiidet sich der Konverter wieder in Blasstellung, und die Charge wird mit 18 000 Nm3/h Sauerstoff und 350 Nm3/h Propan als Düsenschutzmedium gefrischt. Anschließend an die Hauptfrischzeit von 10 min und 3 min Wartezeit für die Stahlanalyse, erfolgt ein Nachblasen mit den gleichen Sauerstoff- und Propanraten von 2 min. Anschließend sticht man die Stahlschmelze ab. Der Gesamt-Sauerstoffverbrauch liegt bei 4200 Nm3, die mit dem Sauerstoff eingeblasene Kalkmenge beträgt 5 t. Der Fertigstahl hat eine Analyse von 0.02 % Kohlenstoff, 0.2 % Mangan.When the converter is set up, it flows through the 10 nozzles [4] in the converter base [3] nitrogen. The flow rate is 8000 Nm3 / h for the central pipe and 600 Nm3 / h for the nozzle ring gap. Immediately after reaching the converter blowing position you switch to 13,000 Nm3 / h oxygen and 6,000 l / h oil. After a preheating period After 5 minutes, the converter turns back into charging position and 40 t of pig iron are filled with the composition 3.6% carbon, 0.7% silicon, 1.1% manganese, 1.6% phosphorus into the converter. The converter is in place after a charging time of 3 minutes again in the blowing position, and the batch is with 18,000 Nm3 / h oxygen and 350 Nm3 / h propane as nozzle protection medium refreshed. After the main fresh season of 10 min and 3 min waiting time for the steel analysis, a post-blowing takes place with the same oxygen and propane rates of 2 minutes Steel melt from. The total oxygen consumption is 4200 Nm3, which with the The amount of lime blown in with oxygen is 5 t. The finished steel has an analysis of 0.02% carbon, 0.2% manganese.

Die abgestochene Stahlmenge wiegt 60 t.The amount of steel tapped off weighs 60 t.

Bei Vergleichschargen ohne Schrottvorwärmen, wird mit einer Schrottmenge von 16 t und bei konstanter Roheisenzusammensetzung und -menge gearbeitet. Daraus ergibt sich für dieses Beispiel ein Zusatzschrottanteil für das Schrottvorheizen nach der Erfindung von 6 t, die dafür erforderliche Wärmemenge ergibt sich zu 2.8 Gcal, die eingebrachte Wärmemenge gemäß der Ölzugabe zu 4.35 Gcal. Die Menge deckt selbstverständlich auch den fehlenden Wärmeüberschuß aus der Roheisenoxidation, um deii die Roheisenmenge aufgrund des höheren Schrottsatzes bei gleichem Chargen-Endgewicht ermäßigt wird. Aus diesem Unterschied der Wärmemengen errechnet sich ein wärmetechnischer Wirkungsgrad für das eingesetzte Öl mit einem Heizwert von 8700 kcal/h von 64 %.For comparison batches without scrap preheating, a scrap amount is used of 16 t and with constant pig iron composition and quantity. From it For this example, there is an additional scrap portion for scrap preheating according to the invention of 6 t, the amount of heat required for this results in 2.8 Gcal, the amount of heat introduced according to the addition of oil to 4.35 Gcal. The crowd covers of course also the missing heat excess from pig iron oxidation, around the amount of pig iron due to the higher scrap rate with the same final batch weight is reduced. From this difference in the amount of heat, a thermo-technical one is calculated Efficiency for the oil used with a calorific value of 8700 kcal / h of 64%.

Bei einer Serie von ca. 100 Chargen, die in dem als Beispicl genannten 60 t-Konverter mit einer erhöhten Schrottmenge von 6 t, entsprechend einem Schrottsatz von 36 %, erzeugt wurden, lagen die Vorheizzeiten bei 5 min und der wärmetechnische Wirkungsgrad für das eingesetzte Öl bei 65 %.With a series of approx. 100 batches, which are mentioned in the example 60 t converter with an increased amount of scrap of 6 t, corresponding to a scrap set of 36% were generated, the preheating times were 5 minutes and the heating time Efficiency for the oil used at 65%.

Die bisher genannten Zahlenangaben hinsichtlich der Schrottsatzerhöhung beziehen sich in der Erfindungsbeschreibung und den Beispielen auf die Anwendung der sogenannten Zweischlackenpraxis, die bevorzugt beim Frischen von phosphorreichem Roheisen zur Anwendung kommt. Bei der Zweischlackenpraxis verbleibt die zweite Schlacke der vorangegangenen Schmelze, bei dem genannten 60 t-Konverter sind das etwa 10 t Schlacke, im Konverter. In diese sogenannte Umlaufschlacke wird der Schrott chargiert und anschließend wie beschrieben aufgeheizt. Durch den Wärmeinhalt der heißen Umlaufschlacke, in die man den Schrott mit etwa Raumtemperatur chargiert, stellt sich im Konverter für das Gemisch aus Schrott und Schlacke eine mittlere Temperatur von ca. 7000C ein. Dieses Gemisch aus Schrott und Umlaufschlacke wird dann nach den Lehren der Erfindung auf ca.The figures given so far with regard to the increase in the scrap rate refer in the description of the invention and the examples to the application the so-called two-slag practice, which is preferred when freshening phosphorus-rich Pig iron is used. In the two-slag practice, the second slag remains of the previous melt, in the case of the 60 t converter mentioned, this is around 10 t slag, in the converter. The scrap is charged into this so-called circulating slag and then heated as described. Due to the heat content of the hot circulating slag, In which the scrap is charged at around room temperature, it appears in the converter an average temperature of approx. 7000C for the mixture of scrap and slag a. This mixture of scrap and circulating slag is then according to the teachings of the Invention to approx.

11000C vorgeheizt. Bei dieser Arbeitsweise ist es erfindungsgemäß möglich, den Schrottsatz um ca. 10 Prozentpunkte, beispielsweise im 60 t-Konverter von 26 % auf 36 %, heraufzusetzen.11000C preheated. In this mode of operation it is in accordance with the invention possible, the scrap rate by approx. 10 percentage points, for example in the 60 t converter from 26% to 36%.

Es liegt im Sinne der Erfindung, Schrott in einem Konverter ohne Umlaufschlacke vorzuheizen. Da in diesem Fall das Aufheizen des Schrottes mit einer niedrigen Ausgangstemperatur beginnt, bei der es einfacher möglich ist, mit hohem wärmetechnischem Wirkungsgrad des Brennstoffs, d.h. der zugeführten Ölmenge, zu arbeiten, läßt sich der Schrottsatz unter dieser Voraussetzung weiter steigern. In dem 60 t-Konverter werden ohne Umlaufschlacke statt 6 t jetzt 9 t Schrott zusätzlich gesetzt. Der Schrottsatz von ursprünglich 16 t ohne Vorheizen erhöht sich damit auf 25 t. Dies entspricht einer Schrottsatzsteigerung von 26 % auf 41 %, d.h. die Steigerungsrate beträgt 15 Prozentpunkte.It is within the meaning of the invention, scrap in a converter without circulating slag preheat. As in this case the heating of the scrap with a low starting temperature begins, where it is easier to do, with high thermal efficiency of the fuel, i.e. the amount of oil supplied, can be called the scrap set continue to increase under this condition. There are no circulating slag in the 60 t converter instead of 6 t now 9 t of scrap added. The scrap set from originally 16 t without preheating increases to 25 t. This corresponds to an increase in the scrap rate from 26% to 41%, i.e. the rate of increase is 15 percentage points.

In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt.In Figure 2 is an embodiment of the device according to the invention shown.

An der Konverterbodenplatte [151 ist das Führungsstück [16] an-Seschweißt. Durch die Bohrung [17] in der Bodenplatte [15] wird die Düse [4] in die Bohrung [18] der Bodenausmauerung [19] eingeführt. Mit dem Düsenflansch [20] und dem Gegenflansch [21] am Düsenführungsstück [16j wird die Sauerstoffeinleitungsdüse [4] mit entsprechenden Verbindungsmitteln, beispielsweise Bolzen [22] und Dichtungen [23], an der Bodenplatte befestigt.The guide piece [16] is welded to the converter base plate [151]. The nozzle [4] is inserted through the hole [17] in the base plate [15] [18] of the ground lining [19] introduced. With the nozzle flange [20] and the counter flange [21] on the nozzle guide piece [16j] is the oxygen inlet nozzle [4] with corresponding Connecting means, for example bolts [22] and seals [23], on the base plate attached.

Die Medienversorgung, insbesondere Sauerstoff mit und ohne Kalkbeladung, erfolgt für das Zentralrohr [24] durch die Versorgungsleitung [25]. Zwischen den beiden Flanschen [20] und [21] befindet sich das Düsenkontaktstück [7], in dem das Umschaltventil [26] eingebaut ist. Über das Umschaltventil [26] wird der Ringspalt [6] der Sauerstoffeinleitungsdüse [4] mit dem gewünschten Medium versorgt. Dazu strömt durch die Zuleitung [8] das gasförmige Ringspaltmedium zum Umschaltventil [26] und durch die entsprechende individuelle Versorgungsleitung [9] die Flüssigkeit.The media supply, especially oxygen with and without lime loading, takes place for the central pipe [24] through the supply line [25]. Between Both flanges [20] and [21] contain the nozzle contact piece [7] in which the Switching valve [26] is installed. The annular gap is opened via the switching valve [26] [6] the oxygen inlet nozzle [4] is supplied with the desired medium. In addition the gaseous annular gap medium flows through the supply line [8] to the switchover valve [26] and through the corresponding individual supply line [9] the liquid.

Das Umschaltventil [26] gibt durch den beweglichen Ventilkegel [27] über die Austrittsöffnung [28] entweder den Durchlaß für die Medienversorgungsleitung [8] und [9] zum Ringspalt L 6] frei.The switching valve [26] gives through the movable valve cone [27] Via the outlet opening [28] either the passage for the media supply line [8] and [9] to the annular gap L 6] free.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (9)

Pat cnt an s prü che 1) Verfahren zur Erhöhung des Schrottsatzes bei der Stahlherstellung aus flüssigem Roheisen und Schrott bzw. vergleichbaren Stoffen, wie vorreduzierte Pellets und Eisenschwamm, in einem Konverter, bei dem unterhalb der Stahlbadoberfläche Düsen zum Einleiten von Sauerstoff mit Kohlenwasserstof fummantelung angeordnet sind, durch die Verbreiinung von 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des wärmetechnischen Wirkungsgrades bei der Ölverbrennung während der Schrottvorheizzeit, bevor flüssiges Roheisen in den Konverter chargiert wird, mindestens 2 1 Öl pro Minute und je Tonne eingesetzten Schrottes durch die Sauerstoffeinleitungsdüsen und gleichzeitig Sauerstoff durch dieselben Diisen in einer Mindestmenge, die zur stöchlometrischen Olverbrennung erforderlich ist, in den Konverter eingeführt werden. Patent pending 1) Procedure for increasing the scrap rate in steel production from liquid pig iron and scrap or similar Substances, such as pre-reduced pellets and sponge iron, in a converter where Below the surface of the steel bath, nozzles for introducing oxygen with hydrocarbons are arranged, characterized by the extension of 1, that to improve the thermal efficiency in the oil combustion during the scrap preheating time before liquid pig iron is charged into the converter, at least 2 liters of oil per minute and per ton of scrap used through the oxygen inlet nozzles and at the same time oxygen through the same nozzles in a minimum amount necessary for the stoichlometric oil combustion is required to be introduced into the converter. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geknnnzeichnet, daß mindestens 4 1 Öl pro Minute und je Tonne eingesetzten Schrottes zugeführt werden.2) Method according to claim 1, characterized in that at least 4 1 oil per minute and per ton of scrap used. 3) Verfahren nach den Anspriichen 1 und 2, dadurcll gekennzeichnet, daß die mittlere effektive Vorheiztemperatur des Schrottes, die in der Gesamt-Wärmebilanz der Schmelze nachweisbar ist, maximal 1100°C beträgt.3) Method according to claims 1 and 2, characterized by that the mean effective preheating temperature of the scrap included in the total heat balance the melt is detectable, is a maximum of 1100 ° C. 4) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrottvorheizzeit vorzugsweise ca. 5 Minuten beträgt.4) Method according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the scrap preheating time is preferably about 5 minutes. 5) Verfalirei nach eilen oder nehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der gesamten Zeit zur Erzeugung der Stahlschmelze im Konverter ein- und/oder mehrmals von flüssigen Medien im Ringspalt der Sauerstoffeinleitungsdüsen auf gasförmige Medien und umgekehrt umgeschaltet wird.5) Verfalirei after rush or several of claims 1 to 4, characterized characterized in that during the entire time to produce the steel melt in Converter once and / or several times from liquid media in the annular gap of the oxygen inlet nozzles is switched to gaseous media and vice versa. 6) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 9ekennzcichnet, daß während der Schrottvorheizzeit flüssige Kohlenwasserstoffe durch die Ringspalte der Sauerstoffeinleitungsdüsen strömen und während der Frischzeit der Schmelze gasförmige Kohlenwasserstoffe als Düsenschutzmedium durch die Ringspalte der Sauerstoffeinleitungsdüsen geführt werden.6) Method according to one or more of claims 1 to 5, characterized 9ekennzcichnet that liquid hydrocarbons through during the scrap preheating the annular gaps of the oxygen inlet nozzles flow and during the fresh time gaseous hydrocarbons of the melt as nozzle protection medium through the annular gap the oxygen inlet nozzles. 7) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sauerstoffeinleitungsdüsen [4] am OBM-Konverter im Bereich höherer Umgebungstemperaturen als 100°C, d.h. im Konverternahbereich, vorzugsweise am Konverterboden [15], mit je einer individuellen Leitung [8, 9] für die flüssige und gasförmige Medienversorgung der Düsenringspalte [6] ausgerüstet ist.7) Device for performing the method according to the claims 1 to 6, characterized in that each of the oxygen inlet nozzles [4] on OBM converter in the area of higher ambient temperatures than 100 ° C, i.e. in the vicinity of the converter, preferably on the converter base [15], each with an individual line [8, 9] for the liquid and gaseous media supply to the nozzle ring gaps [6] is. 8) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die individuellen Versorgungsleitungen für flüssiges und gasförmiges Schutzmedium 08, 9] in einem Umschaltventil [26], beispielsweise T-Relais, in unmittelbarer Düsennähe zusammengeführt sind.8) Device according to claim 7, characterized in that the individual Supply lines for liquid and gaseous protective medium 08, 9] in one Switching valve [26], for example T-relay, brought together in the immediate vicinity of the nozzle are. 9) Vorrichtung nach den Anspriichen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil [26], beispielsweise T-Relais, in Düsennähe jeweils dem Medium mit dem höheren Druck den Weg in den Düsenringspalt [6] freigibt und die zweite Medienversorgun@ leitung absperrt9) Device according to Claims 7 and 8, characterized in that that the switching valve [26], for example T-relay, close to the nozzle in each case to the medium with the higher pressure opens the way into the nozzle ring gap [6] and the second Media supply line shut off
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